2020-2021學(xué)年高二物理人教版選修3-1(第03章磁場 1-6節(jié))

磁場

課時(shí)1磁現(xiàn)象和磁場...............................01

課時(shí)2磁感應(yīng)強(qiáng)度.................................06

課時(shí)3幾種常見的磁場.............................11

課時(shí)4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力...................21

課時(shí)5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力...................37

課時(shí)6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng).................48

第三章磁場

課時(shí)1磁現(xiàn)象和磁場

K知識

一、磁現(xiàn)象

i.磁性：天然磁石和人造磁體都叫做一，它們都能吸引一物體，我們把這種性質(zhì)叫做磁性。

2.磁極：磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫做—。懸吊的小磁針靜止時(shí)，指南的磁極

叫做又叫S極；指北的磁極叫做又叫做N極。

二、電流的磁效應(yīng)

1.磁極間的相互作用：自然界中的磁體總存在著一個(gè)磁極，磁極間的相互作用規(guī)律是同名磁極相

互—，異名磁極相互—。

2.電流的磁效應(yīng)：電流與磁體間相互作用的現(xiàn)象稱為電流的—，電流的磁效應(yīng)是丹麥物理學(xué)家—發(fā)

現(xiàn)的。

三、磁場

1.正像電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的，磁體與—之間、磁體與之間，以及通電導(dǎo)體

與一之間的相互作用是通過一發(fā)生的。

2.周圍和周圍存在著磁場。

四、地球的磁場

1.地球是一個(gè)大磁體：地球的地理南極與地磁南極并不重合，地磁的北極位于地理的附近，地

磁的南極位于地理的附近。

2.地球的兩極和地磁的兩極并不重合，因此，指南針并不準(zhǔn)確地指向南北，其間有一個(gè)夾角，這就是

地磁偏角，簡稱o磁偏角的數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)是的。

3.宇宙中許多天體都有磁場，太陽表面的黑子、耀斑和太陽風(fēng)等活動(dòng)都與的磁場有關(guān)。而火星

上不像地球上那樣有一個(gè)全球性的磁場，因此不能在火星上工作。

永磁體鐵質(zhì)磁極南極北極

兩排斥吸引磁效應(yīng)奧斯特

磁體通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體磁場磁體通電導(dǎo)體

南極北極磁偏角不同太陽指南針

K重點(diǎn)

磁場

i.基本特性：磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷都有磁場力的作用。

2.方向：小磁針N極所受磁場力的方向，或自由小磁針靜止時(shí)北極的指向。

【例題】如圖所示，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針上方有一根長直導(dǎo)線，開始時(shí)二者在紙面內(nèi)平行放置。當(dāng)導(dǎo)線中通

以如圖所示的電流時(shí)，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向里，S極向外，停留在與紙面垂直的位置上。這一現(xiàn)象說明

A.小磁針感知到了電流的磁場

B.小磁針處磁場方向垂直紙面向里

C.小磁針處磁場方向垂直紙面向外

D.若把小磁針移走，該處就沒有磁場了

參考答案：AB

試題解析：小磁針可以檢驗(yàn)磁場的存在與否，當(dāng)導(dǎo)線中通入電流時(shí)，在導(dǎo)線的周圍就產(chǎn)生了磁場。在小磁

針位置處的磁場方向?yàn)镹極的受力方向，即垂直紙面向里，故AB正確，C錯(cuò)誤；電流的磁場是客觀存在的，

不會隨小磁針的移走而消失，只要導(dǎo)線中有電流存在，磁場就會存在，故D錯(cuò)誤。

K好題

K基礎(chǔ)

1.某同學(xué)想重做奧斯特實(shí)驗(yàn)，于是他在直導(dǎo)線下面放一個(gè)小磁針，待小磁針不再擺動(dòng)時(shí).，在直導(dǎo)線中通上較大

的直流電，但是小磁針并沒有偏轉(zhuǎn)，這可能是因?yàn)?/p>

A.導(dǎo)線與磁針平行

B.導(dǎo)線與磁針垂直

C.導(dǎo)線是東西放置的

D.導(dǎo)線是南北放置的

2.下列可能發(fā)生相互作用的是

A.靜止電荷對固定通電直導(dǎo)線

B.固定磁鐵對靜止電荷

C.磁鐵對運(yùn)動(dòng)甩荷

D.磁鐵對電流

3.關(guān)于地磁場，下列敘述正確的是

A.地球的地磁兩極和地理兩極重合

B.我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的北極

C.地磁的北極與地理的南極重合

D.地磁的北極在地理南極附近

4.我們根據(jù)奧斯特實(shí)驗(yàn)、羅蘭實(shí)驗(yàn)以及安培分子電流假說，形成了統(tǒng)一認(rèn)識：產(chǎn)生磁場的根本原因是

A.磁鐵B.金屬導(dǎo)線

C.靜止電荷D.運(yùn)動(dòng)電荷

5.奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了

A.磁場的存在

B.磁場具有方向性

C.通電導(dǎo)線周圍存在磁場

D.磁體間有相互作用

6.磁體和磁體間、磁體和電流間、電流和電流間相互作用的示意圖，以下正確的是

A.磁體=磁場Q磁體

B.磁體Q磁場=電流

C.電流Q電場O電流

D.電流=磁場=電流

7.下列天體周圍都存在磁場，其中指南針不能在其上工作的是

A.地球B.太陽

C.水星D.火星

8.把一個(gè)條形磁鐵懸掛起來，則條形磁鐵的N極應(yīng)指向

A.地理正北極B.地理正南極

C.地磁北極D.地磁南極

K能力

9.實(shí)驗(yàn)表明：磁體能吸引一元硬幣，對這種現(xiàn)象解釋正確的是

A.硬幣一定是鐵做的，因?yàn)榇朋w能吸引鐵

B.硬幣一定是鋁做的，因?yàn)榇朋w能吸引鋁

C.磁體的磁性越強(qiáng)，能吸引的物質(zhì)種類越多

D.硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引

10.2014年我國地質(zhì)探礦隊(duì)伍發(fā)現(xiàn)，在天津某地一面積約4萬平方公里地區(qū)的地磁場十分異常?？碧疥?duì)伍

推測該地區(qū)地下可能蘊(yùn)藏著

A.銅礦B.鐵礦C.煤礦D.石油

11.為了保護(hù)磁卡或帶有磁條的存折上的信息，下列說法錯(cuò)誤的是

A.應(yīng)注意磁卡或帶有磁條的存折不放在高溫環(huán)境中

B.不能將磁卡或帶有磁條的存折靠近產(chǎn)生強(qiáng)磁場的家用電器旁邊

C.不能將磁卡或帶有磁條的存折折疊放置

D.不能用手觸摸磁卡，特別是不要觸摸背面的黑條，以免弄臟

12.在隧道工程以及礦山爆破作業(yè)中，部分未爆炸的炸藥殘留在爆破孔內(nèi)，很容易發(fā)生人員傷亡事故。為

止匕科學(xué)家制造了一種專門的磁性炸藥，在磁性炸藥制造過程中摻入了10%的磁性材料——鋼鐵氧體,

然后放入磁化機(jī)磁化。使用磁性炸藥一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不爆炸的情況可用磁性探測器

測出未爆炸的炸藥。已知摻入的鋼鐵氧體的消磁溫度約為400°C,炸藥的爆炸溫度約2240℃~3

1000C,一般炸藥引爆溫度最高為140C左右。以上材料表明

A.磁性材料在低溫下容易被磁化B.磁性材料在高溫下容易被磁化

C.磁性材料在低溫下容易被消磁D.磁性材料在高溫下容易被消磁

13.指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是

A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極

B.指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場

C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾

D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)

答案解析

1.BC【解析】沒有其他磁場存在時(shí)，小磁針僅受地磁場的作用，靜止時(shí)將指向南北方向。要使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

直線電流的磁場就不能再沿南北方向。因?yàn)槭艿卮艌龅挠绊懀?dāng)小磁針靜止時(shí)，磁針指向南北方向，如果磁

針上方的導(dǎo)線東西放置，電流的磁場在磁針處也是南北方向，磁針有可能不偏轉(zhuǎn)，BC正確，AD錯(cuò)誤。

2.CD【解析】各種磁體間發(fā)生作用的實(shí)質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場發(fā)生的，因此根據(jù)磁體間作用的相互性可知，

磁體不可能對靜止電荷產(chǎn)生磁場力，故選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，選項(xiàng)CD正確。

3.D【解析】地球是一個(gè)大磁體，其磁北極（N極）在地理南極附近，磁南極（S極）在地理北極附近，并不重

合。指南針指南的一極應(yīng)該是磁針的南極（S極），選項(xiàng)D正確。

4.D【解析】磁現(xiàn)象的本質(zhì)來源于運(yùn)動(dòng)電荷，因此一切磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場并通過磁場發(fā)生相

互作用，故D項(xiàng)正確。

5.C【解析】放在通電直導(dǎo)線附近的小磁針受力偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。

6.ABD【解析】磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流之間都是通過磁場進(jìn)行相互作用的。

7.D【解析】火星不像地球那樣有一個(gè)全球性的磁場，因此指南針不能在火星上工作。

8.D【解析】地磁場在地球外部由地磁北極指向地磁南極，因此，條形磁鐵的N極應(yīng)指向地磁南極，選項(xiàng)D

正確。

9.D【解析】一元硬幣為鋼芯鍍鍥，鋼和鑲都是磁性材料，放在磁體的磁場中能夠被磁化，因而能夠被磁體吸引，

故D正確。

10.B【解析】因該地區(qū)的地磁場十分異常，可知此處必然有被磁化的磁性材料，故推測該地區(qū)地下可能蘊(yùn)

藏著鐵礦，故選B。

11.D【解析】主要是防止原有信息被去掉或被其他強(qiáng)磁場重新磁化。為保護(hù)磁卡或帶有磁條的存折上的信

息，應(yīng)注意磁卡或帶有磁條的存折不放在高溫環(huán)境中，不宜長期貼身攜帶，不宜在太陽下暴曬，不宜

放在其他高溫裝置旁邊，A正確；應(yīng)注意不讓磁卡或帶有磁條的存折劇烈地震動(dòng)，不要將磁卡或帶有

磁條的存折靠近產(chǎn)生強(qiáng)磁場的家用電器旁邊，以免被強(qiáng)磁場重新磁化而失去原來的重要信息，B正確；

不能將磁卡或帶有磁條的存折折疊放置，C正確；用手觸摸磁卡，觸摸背面的黑條，不會使原有信息被

丟掉，D錯(cuò)誤；本題選錯(cuò)誤的，故選D。

12.AD【解析】由安培分子電流假說可知，低溫情況下，分子運(yùn)動(dòng)不劇烈，在外磁場的作用下，分子環(huán)形電流

的磁極趨向基本一致，因而易被磁化，而高溫時(shí)，分子劇烈運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致趨向基本一致的分子環(huán)形電流的磁極

趨向重新變得雜亂無章，進(jìn)而達(dá)到消磁目的，AD正確，BC錯(cuò)誤。

13.BC【解析】指南針是一個(gè)小磁針，故也有兩個(gè)磁極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；指南針能夠指向南北，說明地球具

有磁場，選項(xiàng)B正確；指南針是一個(gè)小磁針，故它的指向會受到附近鐵塊的干擾，選項(xiàng)C正確；在指

南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)，導(dǎo)線的下方有垂直導(dǎo)線的磁場，故指南針會

發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

課時(shí)2磁感應(yīng)強(qiáng)度

K知識

一、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

物理學(xué)中把小磁針在磁場中靜止時(shí)所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。

二、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

1.電流元：在物理學(xué)中，把很一段通電導(dǎo)線中的電流/與導(dǎo)線長度e的—叫做電流元。

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：將一個(gè)電流元垂直放入磁場中的某點(diǎn)，電流元受到的—跟該—的比值叫做該

點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

3.定義式：B=—o

IL

4.磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位：在國際單位制中的單位是簡稱特，符號為—。由力尸、電流/和長度L

的單位決定，長度為的導(dǎo)線通入的電流，垂直放在磁場中，若受到的力為，該

Am一

磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1T?

N極

短乘積IL力乘積特斯拉TIm1A1N

K重點(diǎn)

磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場強(qiáng)度E

物理意義描述磁場的性質(zhì)描述電場的性質(zhì)

定義共同點(diǎn)都是用比值的形式定義

，通電導(dǎo)線與垂直，

式特點(diǎn)8=￡BF

ILE-—,E與F、q無關(guān)

q

B與F、I、L無關(guān)

方向共同點(diǎn)矢量

不同點(diǎn)小磁針N極的受力方向放入該點(diǎn)正電荷的受力方向

場的共同點(diǎn)都遵從矢量合成法則

疊加不同點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度8等于各磁場合電場強(qiáng)度等于各個(gè)電

的B的矢量和場的電場強(qiáng)度E的矢量和

單位1T=1N/(A-m)1V/m=lN/C

【例題】下列說法中正確的是

A.電荷在某處不受電場力的作用，則該處的電場強(qiáng)度為零

B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

C.把一個(gè)試探電荷放在電場中的某點(diǎn)，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該電場的強(qiáng)度

D.把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中的某處，所受到的磁場力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表

示該處磁場的強(qiáng)度

參考答案：AC

試題解析：由F=gE可知，AC正確；由尸=8〃,可知，當(dāng)通電導(dǎo)線在某處不受安培力作用時(shí)，可能通電導(dǎo)線

與磁場平行，故B錯(cuò)誤；由8/可知，L為垂直磁場的通甩導(dǎo)線的長度，并不是導(dǎo)線的長度，故D錯(cuò)誤。

K好題

K基礎(chǔ)

i.有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說法正確的是

A.8的方向就是小磁針N極所指的方向

B.B的方向與小磁針在任何情況下N極受力方向一致

C.8的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向

D.8的方向就是該處磁場的方向

2.下列說法中正確的是

A.磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定:把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到磁場力F與該導(dǎo)線的長度L,

通過的電流/乘積的比值，即8寸

B.通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度8=強(qiáng)只是定義式，它的大小取決于場源以及導(dǎo)線在磁場中的位置，與尸、I、L以及通電導(dǎo)線

在磁場中的方向無關(guān)

D.通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場的方向

3.把小磁針N極向東置于地磁場中，放手后小磁針將（從上向下看）

A.順時(shí)針轉(zhuǎn)B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)

C.不動(dòng)D.無法判定

4.由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B年知，磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

A.隨著通電導(dǎo)線中電流/的減小而增大

B.隨著〃乘積的減小而增大

C.隨著通電導(dǎo)線所受磁場力尸的增大而增大

D.尼艮F、/、L無關(guān)

5.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場強(qiáng)度的方向的說法，正確的是

A.電場強(qiáng)度的方向與電荷所受的電場力的方向相同

B.電場強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場力的方向相同

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場力的方向相同

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止后，N極所指的方向相同

6.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是

A.放在磁場中的通電導(dǎo)線，電流越大，受到的磁場力也越大，表示該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大

B.某處磁感線切線的方向不一定是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

C.垂直磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向與放入磁場中的通電導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線長度、導(dǎo)線取向等均無關(guān)

7.在測定某磁場中一點(diǎn)的磁場時(shí)，得到下圖中的幾個(gè)關(guān)系圖象，正確的是

8.有一小段通電導(dǎo)線，長為1cm,通入的電流為5A,把它置于磁場中某點(diǎn)，受到的磁場力為0.1N,則該點(diǎn)的

磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是

A.8=2TB.B<2T

C.B>2TD.以上情況都有可能

K能力

9.三根平行的長直通電導(dǎo)線，分別通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直，如圖所

示，現(xiàn)使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)。處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為8,則下列說法中正確的有

A.。點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為8

B.。點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為7與8

C.。點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為90。

D.。點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角正切值為2

10.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5A,導(dǎo)線長1cm,它受到的安培力為5x10-2N。

問：

(I)這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？

(2)如果把通電導(dǎo)線中的電流增大到5A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？

(3)如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場。

11.磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，它可以分解為幾個(gè)分量。

(1)如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,與水平方向的夾角為仇那么該處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

的水平分量和豎直分量各為多大？

(2)如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大？在極地上空地

磁場的水平分量是多大？

答案解析

1.BD【解析】磁場的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，規(guī)定為小磁針靜止時(shí)N極所指方向或小磁針N極受力方向，

它與通電導(dǎo)線所受力的方向是不一致的。

2.C【解析】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義可知，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線“，只有在這個(gè)方

向?qū)Ь€所受磁場力才最大，A錯(cuò)誤。通電導(dǎo)線的放置方向與電流平行時(shí)，不受磁場力作用，B錯(cuò)誤。在磁場

場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(含大小和方向)都是唯一確定的，與放入的檢驗(yàn)通電導(dǎo)線無

關(guān)，C正確。根據(jù)左手定則，磁場力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，D錯(cuò)誤。

3.A【解析】地球表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由南向北，故小磁針應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)。

4.D【解析】由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式8=與可知，8的大小可由F、/、L表示出來，但不是由它們決定的，而

是由磁場本身決定，所以D正確，ABC錯(cuò)誤。

5.BCD【解析】電場的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都是人為規(guī)定的。正電荷在電場中受力的方向規(guī)定為電場中該

點(diǎn)的電場方向，所以B對，A錯(cuò)。在磁場中規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極所指的方向或N極的受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感

應(yīng)強(qiáng)度的方向，故CD對

6.D【解析】空間的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，與引入的電流元的電流大小、長度、導(dǎo)線取向均無關(guān)，

A錯(cuò)，D對；磁感線的切線方向即為此處的磁場方向，B錯(cuò)；垂直磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向與磁

場方向垂直，C錯(cuò)。

7.AD【解析】由公式F=BIL知,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和垂直磁場方向的導(dǎo)線長度L恒定時(shí)，F(xiàn)與/成正比，A對，

B錯(cuò)。8不隨/的改變而改變，C錯(cuò)，D對。

8.C【解析】本題考查磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式中的電流是垂直于磁場方向的電流。如果通電導(dǎo)

F01

線是垂直磁場方向放置的，此時(shí)所受磁場力最大產(chǎn)=0.1N。則該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為：拄虧小展對7彳丁二2T。如果

1L>DXU.U1

通電導(dǎo)線不是垂直磁場方向放置的，則受到的磁場力小于垂直放置時(shí)的受力，垂直放置時(shí)受力將大于0.1N,由

定義式可知，8將大于2T,應(yīng)選C。

9.BD【解析】由題意可知，三平行的通電導(dǎo)線在。點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖。則B令

=汗+(28)2=后8,設(shè)方向沿斜邊的夾角為a,根據(jù)力的合成與分解的法，結(jié)合三角函數(shù)關(guān)系，則有

tana--2,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為arctan2,故BD正確。

B

10.【答案】(1)2T(2)2T(3)

【解析】磁場的強(qiáng)弱是由磁場本身決定的，尸、/和L發(fā)生的變化有一定規(guī)律，即滿足定義式8=5，F(xiàn)、/和L

發(fā)生變化并不影響磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化。

(1)由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得:

&上5x1(尸

T=2T?

IL2.5x1x102

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場和空間位置(點(diǎn))決定的，和導(dǎo)線的長度L、電流/的大小無關(guān)，所以該點(diǎn)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度是2T。

(3)如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，則有兩種可能:

①該處沒有磁場;

②該處有磁場，只不過通電導(dǎo)線與磁場方向平行。

II.【解析】(1)因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小為8,與水平方向的夾角為&所以地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎

直分量分別為:B?*=Bcos。；Bai=Bsin0;

(2)在赤道上空，因?yàn)?=0°,故有8蜃=0;在極地上空，因?yàn)?9=90°,故有B**=0。

課時(shí)3幾種常見的磁場

K知識

一、磁感線

i.定義：在磁場中畫出一些曲線，使曲線上每一點(diǎn)的方向都跟這點(diǎn)的的方向一致，這樣

的曲線就叫做磁感線。

2.磁感線的疏密程度：描述磁場的o

3.磁感線的方向：磁體外部從極指向_極，內(nèi)部從_極指向極，是閉合的曲線。

二、幾種常見的磁場

1.直線電流的磁場：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與方向一致，彎曲的四指所指的

方向就是環(huán)繞的方向，這個(gè)規(guī)律也叫右手螺旋定則。

2.環(huán)形電流的磁場：讓右手彎曲的四指與的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線—

磁感線的方向。

3.通電螺線管的磁場：右手握住螺線管，讓彎曲的四指跟的方向一致，拇指所指的方向就是螺

線管磁感線的方向或拇指指向螺線管的磁場的北極。

三、安培分子電流假說

什么是分子電流：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種電流——分子電流。

四、勻強(qiáng)磁場

1.定義：強(qiáng)弱、方向處處的磁場，稱為勻強(qiáng)磁場。

2.磁感線的分布：一簇間距彼此的磁感線。

3.勻強(qiáng)磁場的產(chǎn)生：正對且距離很小的異名磁極之間（除邊緣部分外）的磁場，均勻的通電螺線管—

空間的磁場。

五、磁通量

1.定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，有一個(gè)與磁場方向的平面，面積為S,我們把8與

5的乘積叫做穿過這個(gè)面積的磁通量。

2.公式：。=—,單位___,符號o

3.磁通密度：磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫，B=—,等于垂直穿過的磁通量。

S

切線磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)弱NSSN

電流磁感線環(huán)形電流軸線上電流軸線上

環(huán)形

相同相等平行內(nèi)部

勻強(qiáng)垂直BS韋伯Wb磁通密度單位面積

K重點(diǎn)、

一、磁感線和電場線的比較

磁感線電場線

相意義用來形象的描述磁場方向和強(qiáng)弱而假想的線用來形象地表述電場力

似方向某點(diǎn)的切線方向?yàn)榇艌龇较?，也是小磁針N某點(diǎn)的切線方向?yàn)殡妶龇?/p>

點(diǎn)極的受力方向向，也是正電荷受力的方向

疏密表示磁場強(qiáng)弱表示電場強(qiáng)弱

特點(diǎn)在空間不相交

不閉合曲線始于正電荷或無窮遠(yuǎn)處，止

同于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)處，不是

點(diǎn)閉合曲線

【例題1】關(guān)于電場線和磁感線，下列說法正確的是

A.電場線和磁感線都是空間實(shí)際存在的線

B.同一個(gè)磁場的磁感線（或者同一個(gè)電場的電場線）有時(shí)可以相交

C.磁感線從磁體的N極發(fā)出，終止于S極

D.電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷

參考答案：D

試題解析：電場線和磁感線都是假想的曲線，并不是真實(shí)存在的，A錯(cuò)誤；同一個(gè)磁場的磁感線（或者同一

個(gè)電場的電場線）是不可能相交的，B錯(cuò)誤；磁感線在磁體的外部從磁體的N極發(fā)出，終止于S極，內(nèi)部是從S

極出發(fā)到N極，形成閉合曲線，C錯(cuò)誤：電場線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，D正確。

二、磁場的疊加

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解。

特別提醒：兩個(gè)電流附近的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由兩個(gè)電流分別獨(dú)立存在時(shí)產(chǎn)生的磁場在該處的磁感

應(yīng)強(qiáng)度疊加而成的。

【例題2】在一根直導(dǎo)線上通以穩(wěn)恒電流/,方向垂直指向紙外，且和勻強(qiáng)磁場B垂直，如圖所示，則

在圖中圓周上，磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值最大的點(diǎn)是

a

A?a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)

參考答案：C

試題解析：用安培定則判斷通電直導(dǎo)線在“、氏c、4四個(gè)點(diǎn)上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示，在c點(diǎn),

通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場與勻強(qiáng)磁場的方向相同，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值最大。故C正確；ABD錯(cuò)誤。

K好題

K基礎(chǔ)

i.關(guān)于磁感線，下列說法正確的是

A.它一定是閉合的曲線

B.它可以用來表示磁場的強(qiáng)弱

C.它起始于N極而終止于S極

D.在磁體內(nèi)部磁感線方向由S極指向N極

2.如圖所示，一束帶電粒子沿水平方向平行飛過小磁針上方時(shí)，小磁針的S極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)。這束帶電粒子可

能是

A.向右飛行的正離子束B.向左飛行的正離子束

C.向右飛行的負(fù)離子束D.向左飛行的負(fù)離子束

3.如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流A和/2,且人＞/2；b、C、d為導(dǎo)線某一橫截面所

在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且。、氏C與兩導(dǎo)線共面；。點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，dd的連線與導(dǎo)線所在的平面垂直。磁感

應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是

"I、｝]2c

A.4點(diǎn)B.8點(diǎn)

C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)

4.關(guān)于磁通量，下列說法正確的是

A.磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量

B.磁通量越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大

C.穿過某一面積的磁通量為零，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零

D.磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度

5.接通電源后，小磁針A按圖中所示的方向運(yùn)動(dòng)，則

A.小磁針B的N極向紙面外旋轉(zhuǎn)

B.小磁針B的N極向紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)

C.小磁針B不轉(zhuǎn)動(dòng)

D.無法判斷

6.如圖所示，一個(gè)正電子沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則此正電子的運(yùn)動(dòng)

A.不產(chǎn)生磁場

B.產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向里

C.產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直線面向外

D.只有圓周內(nèi)側(cè)產(chǎn)生磁場

7.鐵環(huán)上繞有絕緣的通電導(dǎo)線，電流方向如圖所示，則鐵環(huán)中心。處的磁場方向?yàn)?/p>

?()

A.向下

B.向上

C.垂直紙面向里

D.垂直紙面向外

8.在同一平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，如圖所示，四根導(dǎo)線中的電流關(guān)系為/4=/3>/2>人，要使。點(diǎn)處

的磁場增強(qiáng)，則應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線中的電流

A.71

C.hD.

K能力

9.如圖所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)。和b,一個(gè)條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直，則穿過兩環(huán)的

磁通量9八例,的大小關(guān)系為

A.0?>0/,B.0?<0/,C.D.無法比較

10.如圖所示，質(zhì)量為，"的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為仇則下列

說法正確的是

A.回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對它的磁力大小為mgtan0

B.回形針靜止時(shí)受到的細(xì)線的拉力大小為mgeos。

C.現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排

列無序了

D.現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消

失

11.南極考察隊(duì)的隊(duì)員在地球南極附近用彈簧測力計(jì)豎直懸掛一個(gè)未通電的螺線管，如圖所示。下列說法正確的

是

A.若將。端接電源正極，。端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將減小

B.若將a端接電源正極，〃端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大

C.若將。端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大

D.不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計(jì)示數(shù)均不變

12.如圖所示是等腰直角三棱柱，其中底面時(shí)M為正方形，邊長為3它們按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁

場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下面說法正確的是

A.通過abed平面的磁通量大小為

B.通過“（非平面的磁通量大小為乎/ZB

C.通過。帆平面的磁通量大小為零

D.通過整個(gè)三棱柱表面的磁通量為零

13.如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO'以角速度0勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的

位置是

A.N極豎直向上

C.N極沿軸線向左D.N極沿軸線向右

14.如圖所示為通電螺線管的縱剖面圖，“③”和分別表示導(dǎo)線中的電流垂直紙面流進(jìn)和流出，圖中四

個(gè)小磁針（涂黑的一端為N極）靜止時(shí)的指向一定畫錯(cuò)了的是

2b

窄￡S器髏貳

O

a，dc

R000000000

A.aB.bC.cD.d

15.三根完全相同的長直導(dǎo)線互相平行，通以大小和方向都相同的電流。它們的截面處于一個(gè)正方形abed

的三個(gè)頂點(diǎn)mb.c處，如圖所示。已知每根通電長直導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距該導(dǎo)線的

距離成反比，通電導(dǎo)線〃在“處產(chǎn)生的磁場其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則三根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在d

處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

6好---------

II

c?-------------Jd

A.2BB.3BC.-——BD.3亞B

2

16.如圖所示的無限大的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)矩形線圈外必做下述運(yùn)動(dòng)，其中線圈中磁通量發(fā)生變化的是

A.以從為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

B.以外為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

C.垂直紙面向里勻速運(yùn)動(dòng)

D.在紙面內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)

K真題

17.（2016?上海卷）如圖，一束電子沿z軸正向流動(dòng)，則在圖中y軸上A點(diǎn)的磁場方向是

A.+x方向B.-x方向C.+y方向D.-y方向

18.（2014?海南卷）如圖，兩根平行長直導(dǎo)線相距2/,通有大小相等、方向相同的恒定電流：小爪c是導(dǎo)

線所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為,、/和3/。關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判

2

斷正確的是

abc

???

A.a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大

B.b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等

C.a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

D.6處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

答案解析

1.ABD【解析】磁感線是閉合的曲線，在磁體的外部是從N極到S極，而在磁體的內(nèi)部是從S極到N極。

2.BC【解析】小磁針的S極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，即N極向紙面外偏轉(zhuǎn)。根據(jù)磁場方向的規(guī)定可知，帶電粒子在飛過

小磁針上方時(shí)產(chǎn)生的磁場方向在粒子束的下方是垂直紙面向外的，所以，根據(jù)電流方向的規(guī)定及安培定則可

知，電流的方向應(yīng)該是自右向左，這樣的電流有兩種可能：一是自右向左飛行的正離子束；二是自左向右飛

行的負(fù)離子束。故正確答案是BC。

3.C【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知，/i和雖然在。點(diǎn)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相反，但由于八＞/2,且。點(diǎn)距

/i較近，。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，A錯(cuò)誤；同理c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零，C正確；/卜人在6點(diǎn)形

成的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同，不可能為零，B錯(cuò)誤；因石、4的連線與導(dǎo)線所在平面垂直，”點(diǎn)也在兩導(dǎo)線之

間，八、心在d點(diǎn)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不可能相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，D錯(cuò)誤。

4.C【解析】磁通量0=8S是標(biāo)量，有方向是人為規(guī)定的。當(dāng)磁感線與線圈平行時(shí)，盡管磁通量為零，但B不

為零。

5.A【解析】根據(jù)小磁針A的運(yùn)動(dòng)方向，運(yùn)用右手螺旋定則可判斷出小磁針8上方的導(dǎo)線中電流的方向?yàn)閺挠?/p>

向左，再根據(jù)它產(chǎn)生的磁場方向可判斷小磁針B的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。

6.C【解析】正電子做圓周運(yùn)動(dòng)可等效為一個(gè)環(huán)形電流，然后由右手螺旋定則可以判定圓心處的磁場方向。

7.A【解析】由安培定則可判斷出左、右兩線圈的上端都是N極，下端都是S極，故。點(diǎn)處的磁場方向向下。

8.D【解析】根據(jù)安培定則可知，人、人、小、4在。點(diǎn)處的磁場方向分別為垂直紙面向里、向里、向里、向外，

且/3="切斷/4則使方向相反的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，可使。點(diǎn)處的磁場增強(qiáng)。

9.A【解析】根據(jù)磁感線的分布情況可知，磁鐵內(nèi)部穿過環(huán)面的磁感線方向向上，外部磁感線方向向下。

由于磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部的磁感線條數(shù)等于磁鐵外部磁感線的總條數(shù)，而磁鐵外部磁感線分布

在無限大的空間，所以穿過環(huán)面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵內(nèi)部向上的磁感線抵消一部分，a的面

積小，抵消較小，則磁通量較大，所以①"〉外。故選A。

10.C【解析】回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯(cuò)誤；

對回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。

11.AC【解析】分析彈簧測力計(jì)示數(shù)是否變化或怎樣變化，關(guān)鍵在于確定螺線管與地磁場之間的作用情況。一

方面，可以將地球等效處理為一個(gè)大磁鐵，地理南極相當(dāng)于磁鐵的N極，因而在南極附近地磁場方向近似豎

直向上，如圖所示。另一方面，可利用安培定則判定通電螺線管在周圍產(chǎn)生的磁場方向，再根據(jù)“同名磁極

相斥，異名磁極相吸”原理可判定螺線管與地磁場之間的作用情況，故正確選項(xiàng)為A、C?

12.BCD【解析】本題考查磁通量的計(jì)算，必cd平面在垂直于B方向的投影S一=乎4\所以0=85工=^〃8,A

錯(cuò)誤；花平面與8垂直，S當(dāng)■[2,所以。B正確；出論平面與B平行，S=0,。=0,C正確；

整個(gè)三棱柱穿進(jìn)的磁感線和穿出的磁感線條數(shù)相等，抵消為零，所以。=0,D正確。

13.C【解析】由右手定則可知，金屬環(huán)沿軸線的磁場方向是水平向左，故在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平

衡的位置是N極沿軸線向左，故選C。

14.B【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的左端為N極，右端為S極，小磁針的N極指磁感線方向，

故小磁針b的N極指向畫反了，故選B。

k

15.B【解析】設(shè)正方形邊長為/,則導(dǎo)線人在d處形成的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=k;ac兩根導(dǎo)線在1處形

V2/

k[―

成的磁場均為：B?=B<=—=《2B；則三根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在d處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

Bt^=\[2Ba+B=3B,故選B。

16.A【解析】圖中時(shí)刻線圈的磁能量為零，線圈以從為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有磁感線穿過線圖，磁通量增加。故A

正確；圖中時(shí)刻線圈的磁能量為零，當(dāng)線圈以a"為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，無磁感線穿過線圈，磁通量不變增加，故

B錯(cuò)誤；將線圈向下或向上平移時(shí)，由于磁場始終與線圈平行，沒有磁感線穿過線圈，線圈的磁能量始

終為零，沒有變化，故C錯(cuò)誤；垂直紙面向內(nèi)句速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于磁場始終與線圈平行，沒有磁感線穿

過線圈，線圈的磁能量始終為零，沒有變化，故D錯(cuò)誤。

17.A【解析】據(jù)題意，電子流沿z軸正向流動(dòng)，電流方向沿z軸負(fù)向，由安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁

場以z軸為中心沿順時(shí)針方向（沿z軸負(fù)方向看），通過y軸A點(diǎn)時(shí)方向向外，即沿x軸正向，則選項(xiàng)

A正確。

18.AD【解析】由右手定則可以判斷，a,c兩處的磁場是兩電流在c處產(chǎn)生的磁場相加，但“距離兩

導(dǎo)線比c近，故a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大，A對；。、c與右側(cè)電流距離相同，故右側(cè)電流對

此兩處的磁場要求等大反向，但因?yàn)樽髠?cè)電流要求此兩處由大小不同、方向相同的磁場，故從c兩處

的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不相等，B錯(cuò)；由右手定則可知，a處磁場垂直紙面向里，c處磁場垂直紙面向外,

C錯(cuò)；匕與兩導(dǎo)線距離相等，故兩磁場疊加為零，D對。

課時(shí)4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

K知識

一、安培力的方向

1.定義：在磁場中受到的力稱為安培力。

2.判斷安培力方向的方法是o

內(nèi)容：伸開左手，讓拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓從掌心進(jìn)入，并使四

指指向的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受—的方向。

二、安培力的大小

1.當(dāng)通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時(shí)，所受安培力的大小為F=。

2.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度8的方向與通電導(dǎo)線平行時(shí)，導(dǎo)線受力尸=。

3.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度8的方向與通電導(dǎo)線的方向成6角時(shí)，F(xiàn)=。。為8與/之間的夾角。

三、磁電式電流表

1.構(gòu)造：、、螺旋彈簧（又叫游絲）、指針、極靴、圓柱形鐵芯等。

2.原理：當(dāng)被測電流通入線圈時(shí)，線圈受作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧扭轉(zhuǎn)形變，產(chǎn)生

阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。當(dāng)安培力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩達(dá)到平衡時(shí)，指針

停留在某一刻度。越大，就越大，就越大。

通電導(dǎo)線左手定則磁感線電流安培力

BIL0BILsinO

磁鐵線圈安培力電流安培力指針偏角

K重點(diǎn)

一、判斷通電導(dǎo)體（或磁鐵）在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的常用方法

具體方法實(shí)例分析

把整段電流等效分成40//F（向里）

湍爾

很多電流元，先用左手定tr

電則判斷出每小段電流元所把直線電流等效為

流受安培力的方向，從而判A0.80兩段電流元，蹄形

元斷出整段電流所受合力的磁鐵磁感線分布以及兩段

法方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向，/電流元受安培力方向如圖

B

注意一般取對稱的電流元所示?？梢姡瑢?dǎo)線將沿俯視

分析判斷能自由移逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)

動(dòng)的導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)

特情況

根據(jù)通電導(dǎo)體在特殊

殊用導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90。的特殊

位置所受安培力的方向，

位